Dæmpende Betelgeuse er sandsynligvis ikke kold, bare støvet, viser ny undersøgelse

I slutningen af ​​sidste år, nyheden gik om, at stjernen Betelgeuse var ved at falme betydeligt, i sidste ende falde til omkring 40 % af dens sædvanlige lysstyrke. Aktiviteten gav næring til populære spekulationer om, at den røde supergigant snart ville eksplodere som en massiv supernova.

Men astronomer har mere godartede teorier til at forklare stjernens dæmpningsadfærd. Og forskere ved University of Washington og Lowell Observatory mener, at de har støtte til en af ​​dem:Betelgeuse dæmpes ikke, fordi den er ved at eksplodere – den er bare støvet.

I et papir accepteret til Astrofysiske tidsskriftsbreve og offentliggjort på preprint-siden arXiv, Emily Levesque, en UW lektor i astronomi, og Philip Massey, en astronom med Lowell Observatory, rapportere, at observationer af Betelgeuse taget den 14. februar ved Flagstaff, Arizona, observatoriet gav dem mulighed for at beregne stjernens gennemsnitlige overfladetemperatur. De opdagede, at Betelgeuse er betydeligt varmere end forventet, hvis den nylige dæmpning var forårsaget af en afkøling af stjernens overflade.

De nye beregninger støtter teorien om, at Betelgeuse - som mange røde superkæmpestjerner er tilbøjelige til at gøre - sandsynligvis har fjernet noget materiale fra dets ydre lag.

"Vi ser det hele tiden i røde supergiganter, og det er en normal del af deres livscyklus, " sagde Levesque. "Røde supergiganter vil lejlighedsvis kaste materiale fra deres overflader, som vil kondensere rundt om stjernen som støv. Når det afkøles og forsvinder, støvkornene vil absorbere noget af lyset på vej mod os og blokere vores udsyn."

Det er stadig sandt:Astronomer forventer, at Betelgeuse eksploderer som en supernova inden for de næste 100, 000 år, hvor dens kerne kollapser. Men stjernen dæmpes, som begyndte i oktober, var ikke nødvendigvis et tegn på en forestående supernova, ifølge Massey.

En teori var, at nydannet støv absorberede noget af Betelgeuses lys. En anden påstod, at enorme konvektionsceller i Betelgeuse havde trukket varmt materiale op til overfladen, hvor den var afkølet, inden den faldt tilbage i det indre.

"En simpel måde at skelne mellem disse muligheder er at bestemme den effektive overfladetemperatur af Betelgeuse, " sagde Massey.

At måle en stjernes temperatur er ikke nogen ligetil opgave. Forskere kan ikke bare pege et termometer mod en stjerne og få en aflæsning. Men ved at se på lysspektret, der kommer fra en stjerne, astronomer kan beregne dens temperatur.

"Emily og jeg havde været i kontakt om Betelgeuse, og vi var begge enige om, at den oplagte ting at gøre var at få et spektrum, " sagde Massey. "Jeg havde allerede planlagt observationstid på det 4,3 meter lange Lowell Discovery Telescope, og jeg vidste, at hvis jeg legede lidt, ville jeg være i stand til at få et godt spektrum på trods af, at Betelgeuse stadig er en af ​​de klareste stjerner på himlen."

Lyset fra klare stjerner er ofte for stærkt til et detaljeret spektrum, men Massey brugte et filter, der effektivt "dæmpede" signalet, så de kunne udvinde spektret for en bestemt signatur:absorbansen af ​​lys af molekyler af titaniumoxid.

Titaniumoxid kan dannes og ophobes i de øvre lag af store, relativt seje stjerner som Betelgeuse, ifølge Levesque. Det absorberer visse bølgelængder af lys, efterlader afslørende "scoops" i spektret af røde supergiganter, som videnskabsmænd kan bruge til at bestemme stjernens overfladetemperatur.

Ved deres beregninger, Betelgeuses gennemsnitlige overfladetemperatur den 14. februar var omkring 3, 325 grader Celsius, eller 6, 017 F. Det er kun 50-100 grader Celsius køligere end den temperatur, som et hold – inklusive Massey og Levesque – havde beregnet som Betelgeuses overfladetemperatur i 2004, år før dens dramatiske nedtoning begyndte.

Disse fund sår tvivl om, at Betelgeuse dæmper, fordi en af ​​stjernens massive konvektionsceller havde bragt varm gas fra det indre til overfladen, hvor det var afkølet. Mange stjerner har disse konvektionsceller, inklusive vores egen sol. De ligner overfladen af ​​en gryde med kogende vand, sagde Levesque. Men mens konvektionscellerne på vores sol er talrige og relativt små - omtrent på størrelse med Texas eller Mexico - røde supergiganter som Betelgeuse, som er større, køligere og har svagere tyngdekraft, sport kun tre eller fire massive konvektionsceller, der strækker sig over meget af deres overflader.

Hvis en af ​​disse massive celler var steget til Betelgeuses overflade, Levesque og Massey ville have registreret et væsentligt større temperaturfald end det, de ser mellem 2004 og 2020.

"En sammenligning med vores 2004-spektrum viste med det samme, at temperaturen ikke havde ændret sig væsentligt, " sagde Massey. "Vi vidste, at svaret måtte være støv."

Astronomer har observeret skyer af støv omkring andre røde supergiganter, og yderligere observationer kan afsløre lignende rod omkring Betelgeuse.

I løbet af de sidste par uger, Betelgeuse er faktisk begyndt at lysne igen, omend lidt. Selvom den nylige nedtoning ikke var en indikation af, at stjernen snart ville eksplodere, til Levesque og Massey, det er ingen grund til at stoppe med at lede.

"Røde supergiganter er meget dynamiske stjerner, " sagde Levesque. "Jo mere vi kan lære om deres normale adfærd - temperatursvingninger, støv, konvektionsceller - jo bedre kan vi forstå dem og genkende, når noget virkelig unikt, som en supernova, kan ske."